Дымовая труба 30 м, Ду-1200, сэндвич

1. Введение.

В данной проектной документации разработаны конструктивные и объемно-планировочные решения одноствольной дымовой трубы, предназначенной для отвода дымовых газов от парового котла.

Проектная документация выполнена в соответствии с действующими нормативами и документами:

- СП 16.13330.2017 "Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*";

- СП 20.13330.2016 "Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*";

- СП 28.13330.2017 "Защита строительных конструкций от коррозии.  Актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85";

- СП 43.13330.2012 "Сооружения промышленных предприятий.  Актуализированная  редакция СНиП 2.09.03-85";

- СП 89.13330.2016 "Котельные установки. Актуализированная редакция СНиП II-35-76";

- ГОСТ 27751-2014 "Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения";

- Федеральные авиационные правила "Требования, предъявляемые к аэродромам, предназначенным для взлета, посадки, руления и стоянки гражданских воздушных судов".

2. Сведения о топографических, инженерно-геологических, гидрогеологических, метеорологических и климатических условиях.

Географический район строительства: РФ, Краснодарский край, Северский район, п. Афипский.

Метеорологические и климатические условия:

- нормативное значение веса снегового покрова - 1,0 кПа (100 кгс/м)  для II снегового района;

- нормативное значение ветрового давления - 0,48 кПа (48 кгс/м) для  IV ветрового района;

- толщина стенки гололеда - 10 мм для III гололедного района;

- сейсмичность площадки до 9 баллов по шкале Рихтера.

- расчетная температура наружного воздуха - минус 23  С (по п.4.2.3  СП16.13330.2017).

- климатическая зона по СП 131.13330.2012 - IIIБ.

- зона влажности по СП 50.13330.2012 (Прил. В) - сухая;

Сведения о топографических, инженерно-геологических и гидрогеологических условиях, в данном проекте, не рассматриваются, см. проект фундаментов.

3. Описание и обоснование конструктивных решений конструкции одноствольной дымовой трубы, включая пространственную схему, принятую при выполнении расчетов.

3.1. Описание и обоснование конструктивных решений конструкции.

3.1.1. Дымовая труба котельной представляет собой  пространственную решетчатую, четырехгранную в плане конструкцию с расположенным внутри газоотводящим стволом диаметром 1200мм. Газоотводящий ствол и подводящий газоход запроектированы из модульных дымоходов.

3.1.2 Несущая башня запроектирована в виде четырехугольной призмы высотой 30м с размером граней в плане 2.1м.

3.1.3. Пояса и раскосы несущей башни запроектированы из электросварных труб. Распорки и балки площадок башни из швеллеров.

3.1.4. Для подъема людей на башню предусмотрена вертикальная лестница-стремянка с промежуточными площадками.

3.1.5. Вертикальная нагрузка от газоотводящего ствола передается на башню в уровне разгрузочных площадок. Горизонтальные ветровые нагрузки от ствола передаются на несущую башню в уровне разгрузочных площадок. Конструкция модульных дымоходов обеспечивает свободу температурных перемещений ствола.

3.1.6. Газоотводящий ствол представляет собой сборную цилиндрическую оболочку с внутренним диаметром 1200мм и наружным диаметром 1300мм, состоящую из элементов двустенных труб из стали: внутренний слой (нерж.304 толщиной-1,0мм), наружный слой (оцинкованная сталь с полимерным покрытием, толщиной - 0,7мм) - утепленных изоляцией из минеральной ваты толщиной 50мм.

3.1.7. Несущая башня запроектирована из 3-х пространственных блоков заводской готовности. Разгрузочные площадки представляют собой щиты заводской готовности.

3.1.8. Монтажные стыки блоков несущей башни фланцевые на высокопрочных болтах.

3.2. Описание и обоснование выбранных материалов конструкции.

Материал для конструкций одноствольной дымовой трубы выбран исходя из требований п.9.4.14, СП 43.13330.2012, приложения В, СП 16.13330.2017, частичной унификации проката и требований заказчика. Расход материала по элементам конструкции см. лист 15.

3.2.1. Несущая башня запроектирована:

- из горячекатаного листового проката, стали марки С255 по ГОСТ 27772-2015.

- из горячекатаного фасонного проката, стали марки С255 по ГОСТ 27772-2015.

- из горячекатаного фасонного проката, стали марки 09Г2С (С345) по ГОСТ 19281-2014

3.2.2. Нерасчетные элементы запроектированы (лестницы, площадки обслуживания):

- из горячекатаного фасонного проката, стали марки Ст3пс5 (С245) по ГОСТ 535-2005;

- из горячекатаного листового проката, стали марки Ст3сп5 (С255) по ГОСТ 14637-89.

3.2.3. Фланцы несущей башни запроектированы:

- из горячекатаного листового проката, стали марки 09Г2С (С345) по ГОСТ 19281-2014 с гарантированными механическими свойствами относительного сужения в направлении толщины проката Ψ>25%.

3.2.4. Допускается применение марок сталей по другим ГОСТам и ТУ при условии соответствия их химических и механических свойств.

3.3. Описание и обоснование принятой расчетной схемы и расчетных нагрузок.

В качестве расчетной схемы для дымовой трубы является консольная пространственная решетчатая конструкция переменного сечения, нагруженная вертикальными и горизонтальными силами, приложенными в узлах. Расчетная схема дымовой трубы принята в соответствии с конструктивными решениями.

Расчет металлоконструкций выполнен в соответствии с СП 16.13330.2017 "Стальные   конструкции",   СП   20.13330.2016 "Нагрузки и воздействия", и СП 43.13330.2012 "Сооружения промышленных предприятий".

Дымовая труба рассчитана на совместное действие нагрузок от ураганного ветра и веса металлоконструкций.

Значения коэффициентов, учитывающих изменение скоростного напора в зависимости  от  высоты,  приняты  для  типа  местности  "А"  (Табл.  11.2, СП 20.13330.2016).

Коэффициенты  надежности  по  нагрузкам  приняты исходя из требований п.9.3.24, п.9.4.3, СП 43.13330.2012 и требований СП 20.13330.2016.

Коэффициенты  сочетания  по  нагрузкам   приняты   исходя   из  требований п.6, СП 20.13330.2016.

Коэффициент надежности конструкции принят для класса сооружения КС-2 (нормальный  уровень  ответственности),  согласно  требованиям Табл.2, ГОСТ 27751-2014.

Максимальное перемещение верха газоотводящего ствола от нормативной ветровой нагрузки не  превышает  максимально  допустимых значений (п. 9.3.30 СП 43.13330.2012).

4. Описание и обоснование технических решений, обеспечивающих необходимую прочность, устойчивость, пространственную неизменяемость конструкции, а также их отдельных конструктивных элементов, узлов, деталей в процессе изготовления, перевозки, строительства и эксплуатации.

Исходя из условий транспортировки, технологии изготовления и облегчения монтажа, газоотводящий ствол выполнен составным, из отдельных модульных дымоходов на раструбных соединениях. Несущая башня выполнена составная, из 3-х секций на фланцевых соединениях.

При выполнении сварных соединений все угловые швы следует выполнять с плавным переходом к основному металлу. Все стыковые швы необходимо выполнять с полным проваром по толщине. Прерывистые швы и электрозаклепки не допускаются.

Все заводские соединения элементов - сварные и на болтах нормальной точности, монтажные - на болтах нормальной точности и сварке.

Для сварки стальных конструкций необходимо применять электроды, сварочную  проволоку, флюсы и углекислый  газ в соответствии с п. 5.5 и таблицами Г.1. и Г.2. СП 16.13330.2017. Заводские сварные швы должны быть выполнены  полуавтоматической  сваркой  в  среде  углекислого  газа  по ГОСТ 14771-76. Монтажные швы должны быть выполнены ручной сваркой по ГОСТ 5264-80, электродами типа Э-42А по ГОСТ 9467-75*. Длину сварных швов следует принять по длине стыка свариваемых элементов, катет - по наименьшей толщине свариваемых элементов.

Для фланцевых соединений в проекте приняты болты нормальной точности, с контролируемым натяжением конструктивного исполнения тела болта и головки  "1"  по  ГОСТ  Р  52644-2006,  а   также   гайки  и  шайбы  к  ним  по ГОСТ Р 52645-2006 и ГОСТ Р 52646-2006 соответственно. Класс прочности болтов 10.9 климатического исполнения ХЛ с цинковым покрытием в соответствии с ГОСТ 9.306-85. Контактные поверхности фланцев перед монтажом очистить стальными или механическими щетками от грязи, наплывов грунтовки и краски, рыхлой ржавчины, снега и льда.

Для остальных  болтовых  соединений в проекте приняты болты нормальной точности, без контролируемого натяжения в исполнении "1" по ГОСТ 7798-70, а также гайки по ГОСТ Р 50273-92 и ГОСТ 5915-70 и шайбы к ним по ГОСТ 6402-70 и ГОСТ 11371-78. Класс прочности болтов 5.8, с цинковым покрытием в соответствии с ГОСТ 9.306-85.

Металлоконструкции дымовой трубы должны быть изготовлены по деталировочным чертежам с соблюдением требований ГОСТ 23118-2012, СП 53-101-98 и настоящего проекта.

На заводе-изготовителе произвести контрольную сборку элементов секций согласно разделу 13, СП 53-101-98. Точность изготовления элементов должна обеспечивать: прямолинейность несущей башни, отсутствие зазоров и депланаций в соединениях, а также плоскостность фасонок площадок обслуживания.

Монтаж металлоконструкций дымовой трубы должен производиться в соответствии с проектом производства работ, разработанным специализированной    организацией   и    требованиями СП 70.13330.2012 "Несущие и ограждающие  конструкции",  СНиП 12-03-2001 "Безопасность  труда  в  строительстве.  Часть 1. Общие требования" и СНиП 12-04-2002 "Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство".

Обслуживание и эксплуатация дымовой трубы должна осуществляться в соответствии с требованиями СП 13-101-99 "Правила надзора, обследования, проведения технического обслуживания и ремонта промышленных дымовых и вентиляционных труб", принятый постановлением Госстроя России от 14.07.99, № 2.

5. Описание и обоснование принятых объемно-планировочных решений.

При формировании объемно-планировочного решения (см. лист 9) учитывались следующие факторы: требования нормативных документов; конструктивные особенности проектирования, связанные с техническим заданием - высотой, количеством стволов, типом конструкции; техническими возможностями изготовления и транспортировки конструкции; удобством монтажа и эксплуатации дымовой трубы.

Высота и диаметр газоотводящего ствола приняты исходя из аэродинамического расчета трактов отвода продуктов сгорания и расчета рассеивания в атмосферном воздухе вредных веществ по ОНД-86.

Габаритные размеры секций дымовой трубы приняты исходя из транспортных габаритов, удобства расположения промежуточных площадок в районе фланцевых соединений и расположения верхней площадки обслуживания с учетом правил размещения светового ограждения (ниже обреза трубы на 1,5-3,0 м).

6. Перечень мероприятий по защите строительных конструкций и фундаментов от разрушения.

Антикоррозийная защита металлоконструкций принята в соответствии с требованиями СП 28.13330.2017 "Защита строительных конструкций от коррозии" на основании следующих данных:

- расположение конструкций - на открытом воздухе;

- зона влажности (по СП 50.13330.2012, Прил. В) - сухая;

- степень агрессивности наружной среды  -  слабоагрессивная  (по  Табл. Х.1, СП 28.13330.2017, для группы газов А)

- степень агрессивности внутренней среды - среднеагрессивная (по Табл. Ц.2, СП 28.13330.2017)

Степень очистки поверхностей стальных конструкции под лакокрасочные покрытия должна быть не ниже 2 по ГОСТ 9.402-2004 (Табл. Х.6, СП 28.13330.2017).

Антикоррозийную защиту металлоконструкций дымовой трубы необходимо производить  на  заводе-изготовителе  в  соответствии  с  требованиями СП 72.13330.2016 "Защита строительных конструкций от коррозии". При монтаже поврежденные лакокрасочные покрытия необходимо восстановить соответствующим лакокрасочным покрытием.

Перед покраской все выступающие острые углы и места сварки должны быть сглажены радиусом 2-3 мм.

Наружные поверхности несущей башни и элементов конструкции, после очистки от ржавчины и обезжиривания, должны быть покрыты грунт-эмалью СБЭ-111 "Унипол" марки АМ по ТУ 2313-002-92638584-2011 в два слоя с общей толщиной покрытия не менее 80 мкм.

Качество лакокрасочного покрытия должно соответствовать классу V по ГОСТ 9.032-74.

Допускается применение эмалей по другим ГОСТам и ТУ при условии соответствия их химических и механических свойств.

В соответствии с требованиями Федеральных авиационных правил, на поверхности газоотводящего ствола и элементах конструкции, не менее, чем на одну треть в верхней части, необходимо нанести маркировочную окраску - кольцевые полосы из двух контрастных цветов: красный и белый.

7. Описание инженерных решений, обеспечивающих защиту территории объекта, персонала и жителей от опасных природных и техногенных процессов.

Расчет конструкции дымовой трубы выполнен на максимальные климатические нагрузки с учетом коэффициентов надежности, по соответствующим нагрузкам согласно действующим нормам, что обеспечивает надежность дымовой трубы при различных условиях эксплуатации.

В целях обеспечения безопасности полетов в соответствии с требованиями Федеральных авиационных правил, газоотводящий ствол и несущая башня имеют маркировочную окраску.

Дневная маркировка выполнена согласно п.4.53, Федеральных авиационных правил №262, не менее чем на одну треть в верхней части кольцевыми полосами из двух контрастных цветов: красного и белого.